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La liquefaction des gaz La liquefaction des gaz Réalisé par :  TIAH Ghada  GH

La liquefaction des gaz La liquefaction des gaz Réalisé par :  TIAH Ghada  GHIM Maha  ZEGAOU Rahima Sous la supervision de:  Mme GHODBANE Houria Promotion 2020-2021 Génie Chimique Introduction La thématique de cette exposé est ; la liquéfaction des gaz , l’objectif de notre exposé est d’informer sur le processus de liquéfaction des gaz dans le domaine industriel. Notre exposé comprends; une généralité sur les gaz naturels ,leurs découvertes composition et caractéristiques formation , extraction et exploitation. L’obtention des gaz naturels liquéfié a partir des gaz naturels , le processus de liquéfaction la chaine de GNL , les cycles et installations de liquéfaction des gaz . Et finalement les avantages et inconvénient de la liquéfaction des gaz. Qu’est ce qu’un gaz? A l’échelle microscopique, le gaz est décrit comme un ensemble d'atomes ou de molécules dispersé et écartés très faiblement liées et quasi indépendantes. Les caractéristiques du gaz sont résumés dans les critères suivants: un gaz n'a pas de forme propre, il n'a pas de volume propre, il tend à occuper tout le volum e disponible les gaz peuvent être miscibles entre eux , et même soluble dans un liquide. R La découverte du GN en Algérie : En Algérie, les hydrocarbures(GN) occupent une place très importante dans le développement économique d u pays. La découverte du GN la 1ére fois en 1956 dans un petit port (Arzew), à une cinquantaine de kilomètre à l’est d’Oran amenant le gaz saharien d’Hessi R’MEL . Un chantier y a été ouvert récemment; les bulldozers on t maintenant dégagé la vaste plate forme ou sera construire l’usine de liquéfaction du gaz naturel (GNL). R Comment obtenons-nous les GN? La formation du gaz naturel : Le GN est un combustible fossile naturel présent dans le sol et la roche souterrains poreux gazeux. Le gaz utilisé pour l'énergie est composé d'hydrocarbures: principalement du méthane(CH₄),du propane (C3H 8), du butane (C4H10), de l'éthane (C₂H₆) et du pentane (C5H12) et un faible pourcentage de dioxyde de carbon e, d'azote, de sulfure d'hydrogène ou d'hélium et d’autres substances . Elle est produite par la précipitation et le vieillissement de la matière organique, elle a une histoire de plusieur s millions d'années La matière organique enfouie devient d'abord kérogène sous pression et température. Lor sque la température monte (entre 50 ° C et 120 ° C), le kérogène se décompose, cette décomposition thermiqu e est appelée pyrolyse et libère deux hydrocarbures (GN et pétrole). Les GN qui sont produits par la transform ation de matière organique sous l'action de la pression et de la chaleur, sont considérés comme générateurs de chaleur, et lorsqu'ils sont produits par la fermentation de bactéries présentes dans les sédiments organiques, i ls sont considérés comme d'origine biogénique . G • L’éxpolration et l’extraction du gaz naturel : L'exploration comprend la recherche de gisements minéraux, des techniques d'arpentage et de sismologie, afin de déterminer les réserves potentielles de gaz naturel techniques et économiquement récupérables. Une fois que l'existence du sédiment est déterminée et que ses caractéristiques sont déterminées, l'extractio n de gaz naturel peut commencer. Le pompage nécessite une infrastructure: le gaz conventionnel naturellem ent sous pression peut facilement remonter à la surface, puis être traité et purifié pour être commercialisé . La composition du gaz naturel: Quels sont les propriétés du GN? A. propriétés chimiques: Le gaz naturel est le combustible fossile le moins polluant , composé essentiellement de méthane (9 5%) , sa forme gazeuse lors de la combustion, libère une importante quantité de chaleur. B. propriétés physiques: Non explosif. Plus léger que l’air: se disperse dans l’atmosphère . Incolore, inodore: Un produit odorant est ajouté pour détecter fuite. inflammable. Quels sont les propriétés du GN? Que sont les GNL? Le gaz naturel liquéfié : le GNL (gaz naturel liquéfié) désigne le gaz naturel transformé d’un état gazeux a un état liquide , cet état est atteint lorsque le gaz est refroidi à une te mpérature d’environ -160 ° C à pression atmosphérique il désigne un liquide dit cryogén ique (liquide dont la température est inférieure à -150 ° C). Après traitement, la liquéfaction permet de condenser le gaz naturel en GNL . Le GNL est essentiellement constitué de méthane (à plus de 90%) c’est un liquide inodo re, sans couleur, non corrosif et non toxique. R Comment les gaz sont-ils liquéfiés? La liquéfaction: Le terme liquéfaction désigne le phénomène physique de condensation qui décrit un cha ngement d'état de la matière, c’est un processus de conversion de substances gazeuses e n liquides par compression ou refroidissement contrairement a la vaporisation. L’augmentation de pression extérieure exercée sur un gaz est et la chute de sa températu re traduite par le rassemblement et la rapprochement de ses molécules (dispersés et écar tés dans son état gazeux ), par conséquent une quantité suffisante d'énergie est soustrait e du system pour passer d'un état gazeux à un état liquide. Les paramètres importants dans la liquéfaction : les paramètres les plus importants qui entrent en jeux dans tout les procédés de liquéfac tion sont la température et la pression essentiellement la liquéfaction se base sur l’affectation des modification sur les températ ures et pressions des gaz sachant que chaque gaz possède ses propre pression et tempé rature critique Différents méthodes de liquéfaction: Globalement les méthodes de liquéfaction des gaz sont fondées sur ces deux concept : A. Liquéfaction par abaissement de température : la diminution de la température extrait de l’énergie calorifique du milieu et ainsi l’énergie cin étique des particules , ce qui ralentit les mouvement molécule , il en résulte le rapprochement des molécules et l’établissement des liaisons intramoléculaire et par ce moyen le gaz se liqué fie. B. Liquéfaction par compression: l’augmentation de la pression exerce sur le gaz diminue son volume et diminue les distance entre se m olécule , et par conséquent et par conséquent le gaz deviens liquide. Comment est obtenu le GNL? Pour convertir le gaz naturel en GNL ou en gaz naturel liquéfié, il faut le refroidir à environ -160 ° C, et la te mpérature variera légèrement avec la qualité du gaz naturel. Pour cela, des gazoducs l'acheminent du site d’ extraction vers une usine de liquéfaction proche, où il passe par plusieurs étapes disposant d’une façade ma ritime et d’installations portuaires. Désignant la chaine de GNL dont le gaz naturel subit plusieurs traitements successifs. Le procédé de traitement du GN dans la chaine de GNL se résume principalement comme suit : Réception et séparation : consistant à recueillir le GN brut et à le séparer de ses solides érosifs pouvant en dommager les équipements et conduites. Epuration : Elle consiste à extraire le dioxyde de carbone (CO2) du gaz naturel car il peut endommag er les unités de liquéfaction en s’y solidifiant, ainsi que le sulfure d’hydrogène (H2S) et d’ autres composés soufrés Déshydratation : On élimine l’eau (H2O) du gaz pour éviter la formation d’hydrate de méthane qui peut b loquer les échangeurs cryogéniques, une fois sec, le gaz naturel est quasiment du métha ne pur , on le débarrasse également de toute trace de mercure (Hg), élément toxique qui peut corroder les alliages utilisés dans la suite du processus. Fractionnement : Consistant à séparer le GPL, afin d’être commercialisé ou tout simplement utilisé comme carburant ,une méthode couramment utilisée est le fractionnement chimique, s’opérant e n trois étapes successives : le Déséthaniser (retrait de l’éthane), le Dépropaniser (retrait d u propane) et enfin le Débutaniseur (retrait du butane). Liquéfaction : Le gaz est comprimé, refroidi à pression constante puis détendu. Cette opération est renouvelée à deux ou trois reprises dans des colonnes frigorifiques do nt le gaz sort à près de -160°C, entièrement liquide à pression atmosphérique Le processus de liquéfaction consomme une importante quantité d’énergie. Stockage du GNL: Le GNL est stocké à pression atmosphérique dans de grands réservoirs cylindriques vertic aux à proximité de l’usine de liquéfaction ,ceux-ci fonctionnent comme des bouteilles ther mos , métalliques ou en béton, ils possèdent une double paroi et une isolation thermique sophistiquée afin de maintenir le gaz à l’état liquide (à -160°C) avec un minimum d'évapor ation. Transport du GNL jusqu’au terminal méthanier: Le GNL est chargé à bord de méthaniers, des navires géants spécialement conçus pour cet usage ,les méthaniers doivent également être isolés thermiquement pour maintenir le gaz à l’état liquide en minimisant les déperditions énergétiques (c.-à-d. sans pertes thermique s) . Une fois à la destination, les méthaniers déchargent leur cargaison sur un terminal doté d’ une installation de réception et de stockage cryogénique du GNL. La regazéification : Lorsque la consommation le nécessite, le GNL est ré-gazéifié : sa température est portée d'environ - 160°C à plus de 0°C sous haute pression (entre 60 et 100 bars). Le GNL peut être réchauffé par des éc hangeurs à ruissellement d’eau de mer ou par combustion d’une partie du gaz. Avant l’acheminement du gaz par gazoduc depuis le terminal jusqu’aux réseaux de distribution, son pouvoir calorifique peut être ajusté par uploads/Finance/ expose-finalise-liquefaction-des-gaz.pdf